CN101150902A - 基于并五苯为空穴传输层的电致发光器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于并五苯为空穴传输层的电致发光器件，适用于制成高效率平板显示器、平板显示的背光源和照明。本发明的器件结构包括：在透明导电玻璃为阳极(1)和金属阴极AL(5)之间，分别是PEDOT:PSS阳极修饰层(2)，空穴传输层并五苯(3)，发光层及电子传输层(4)，并在阴极和阳极之间加上直流电源DC。本发明利用并五苯的高空穴传输率和类金字塔结构的表面形貌特点，应用于电致发光器件中，提高电子空穴的复合率，增强发光性能。

Description

基于并五苯为空穴传输层的电致发光器件

技术领域

本发明涉及一种电致发光器件，适用于制成高效率平板显示器，作为平板显示的背光源，甚至可以用做照明。

背景技术

1997年，美国普林斯顿大学和南加州大学的科学家与美国通用显示公司合作研制出世界上第一台有机电致发光organic light emitting diodes(OLEDs)显示器样品.并致力于将OLEDs技术应用于人们的日常生活中。同年，日本先锋公司最早推出了256*64像素的OLEDs车载显示器。美国Motorola公司则率先将彩色OLED应用于移动电话。日本先锋公司于2001年展示了OLED彩电。

有机电致发光器件(OLEDs)由于其体积小、重量轻、驱动电压低、响应快、视角广以及可实现大面积全色平板显示等优点而成为研究的热点，并有着极好的商业和市场前景。多年来的研究不仅在有机电致发光理论上，而且在器件的实用性能，如亮度、驱动电压、寿命等诸多方面都有了长足的发展。目前有机电致发光器件的最大亮度超过140000cd/m²，驱动电压多低于10V，连续使用寿命长达50000小时。而高效率一直是有机电致发光器件所追求的重要目标之一。因为器件效率不仅体现了器件的能量转化能力，也是影响稳定性和寿命的重要因素之一，而稳定性及寿命恰恰是有机电致发光器件能否市场化的最重要的因素。有机电致发光器件的效率主要取决于载流子的注入平衡，为此，提高载流子注入和传输率尤为重要。

OLEDs是基于有机材料的一种电流型半导体发光器件。其典型结构为：在铟锡氧化物(ITO)透明导电玻璃上制作一层几十纳米厚的有机发光材料作发光层，发光层上方有一层低功函数的金属电极。ITO和金属电极分别作为器件的阳极和阴极。为增强空穴的注入和传输能力，通常又在ITO和发光层之间增加一层有机空穴传输材料，以提高发光效率。当电极上加上一定电压时，阴极和阳极分别注入电子和空穴，并且在电场的作用下电子和空穴在有机层内分别朝着对方电极方向移动，经过传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇复合形成激子发光。这里所提到的电子、空穴传输层和发光层均由有机材料制备，因此材料的选择、器件结构的设计和制备工艺将决定整体器件的性能。

对于有机电致发光空穴传输材料，常用有机空穴传输材料分为芳胺衍生物、咔唑衍生物、吡唑啉衍生物三类，具体材料一般是是PVK、NPB、TPD、NPD、TBA等等。而并五苯(pentacene)的空穴传输率超过以上几种，并且是当前报道空穴迁移率最高的。除了这一点，并五苯作为空穴传输材料还要求满足以下条件：(1)能够形成无针孔的均一薄膜；(2)所形成的薄膜具有很好的热稳定性；(3)具有合适的HOMO轨道能级，以保证空穴在电极/有机层的有效注入。并且它还有独特的类金字塔式的表面形貌，增加了和发光层的接触界面，从而提高电子空穴的复合区域。在有机电致发光器件中，人们普遍认为发光区位于空穴传输层与发光层界面处。并五苯作为空穴传输层的电致发光器件尚未见报导。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，通过使用并五苯为空穴传输层，并以直流电压作为电源，激发发光层，实现高效率的电致发光器件。其采用的PEDOT：PSS作为器件的阳极修饰层，改善电极与发光层的有效接触和界面特性。

本发明的技术方案是：

基于并五苯为空穴传输层的电致发光器件，该器件包括：透明导电玻璃，PEDOT：PSS阳极修饰层，功能层和背电极，功能层是在PEDOT：PSS阳极修饰层依次生长空穴传输层并五苯、发光层及电子传输层；制备出并五苯的类金字塔结构的表面形貌，提高电子空穴的复合区面积，从而增大电子空穴复合的几率，提高发光亮度及效率。

有机物为PEDOT：PSS的阳极修饰层的厚度为40nm；空穴传输层并五苯的膜厚度10nm。

有机物为PEDOT：PSS的阳极修饰层，是利用旋涂成膜方法制备的。

空穴传输层并五苯是通过高真空镀膜的方法，蒸镀在有机物为PEDOT：PSS的阳极修饰层上面。

本发明的有益效果是：基于并五苯(pentacene)为空穴传输层，利用并五苯特有的高空穴传输率和类金字塔结构的表面形貌，增加了器件的空穴注入传输性能和载流子复合率，提高了发光亮度和效率。其成品可以制成高效率平板显示器，也可以作为平板显示的背光源，甚至可以用做照明。

附图说明

图1基于并五苯为空穴传输层的电致发光器件结构图。

图2基于并五苯在衬底上的表面形貌图。

图3a基于并五苯为空穴传输层与NPB作为空穴传输层和无空穴传输层的三种器件在相同电压下的发光亮度的对比图。

图3b基于并五苯为空穴传输层与NPB作为空穴传输层和无空穴传输层的三种器件在不同电压下的光功率的对比图。

图中：透明导电玻璃1(具有透明导电层的ITO(氧化铟锡)的玻璃)，PEDOT：PSS阳极修饰层2，空穴传输层并五苯3，发光层及电子传输层4，金属Al阴极5。

具体实施方法：

如图1所示的基于并五苯为空穴传输层的电致发光器件。

该器件是在透明导电玻璃1的导电层ITO上，依次制备有机物为PEDOT：PSS的阳极修饰层2、空穴传输层并五苯3、发光层及电子传输层4，和背电极Al5；依靠直流电DC的激发，实现电致发光。

本发明所用材料和器件结构可表示为：

ITO/PEDOT：PSS/并五苯/发光层及电子传输层/Al。

ITO导电玻璃的电阻为60Ω/□。

PEDOT：PSS的阳极修饰层2是利用旋涂的方法制备的，旋涂时的转速为1000r/min。

并五苯是采用高真空镀膜机制备出并五苯的类金字塔结构的表面形貌，如图2所示。所用的并五苯具有高的空穴迁移率。

器件的各层厚度如下：

器件	PEDOT：PSS	并五苯	发光层及电子传输层	Al电极
					40nm	10nm	30nm	100nm

如图2所示的基于并五苯为空穴传输层的表面形貌，呈现出类金字塔结构的表面形貌，与常用空穴传输层平整的形貌相比，这种形貌提高了和发光层的界面，从而提高了器件的发光亮度及效率。

图3a基于并五苯为空穴传输层与NPB作为空穴传输层和无空穴传输层的三种器件在相同电压下的发光亮度的对比图。

横坐标是Wavelength(波长)，纵坐标是Intensity(强度)。

由图可见，在相同电压下，以并五苯为空穴传输层的器件要比以NPB作为空穴传输层和没有空穴传输层的器件亮度大。

图3b基于并五苯为空穴传输层与NPB作为空穴传输层和无空穴传输层的三种器件在不同电压下的光功率的对比图。

横坐标是Driving voltage(电压)，纵坐标是Optical Power(光功率)。

由图可见，在相同电压下，以并五苯为空穴传输层的器件要比以NPB作为空穴传输层和没有空穴传输层的器件的光功率大。

Claims (2)

1.基于并五苯为空穴传输层的电致发光器件，该器件包括：透明导电玻璃(1)，PEDOT：PSS阳极修饰层(2)，功能层和背电极(5)，其特征在于，功能层是在PEDOT：PSS阳极修饰层(2)依次生长空穴传输层并五苯(3)、发光层及电子传输层(4)；制备出并五苯(3)的类金字塔结构的表面形貌，提高电子空穴的复合区面积，从而增大电子空穴复合的几率，提高发光亮度及效率。

2.根据权利要求1所述的基于并五苯为空穴传输层的电致发光器件，其特征在于：有机物为PEDOT：PSS的阳极修饰层(2)的厚度为40nm；空穴传输层并五苯(3)的膜厚度10nm。

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